人教版 (2019)必修 第三册导体的电阻教案

这是一份人教版 (2019)必修 第三册导体的电阻教案，共8页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教学难点，课时安排，教学过程，课堂小结等内容，欢迎下载使用。

【教学目标】
物理观念：掌握电阻的定义及电阻的决定因素，理解电阻率的概念及物理意义。
科学思维：了解电阻率与温度的关系。
科学探究： 用控制变量法,探究导体电阻的决定因素。
科学态度与责任：学习相关科技知识，增强将物理知识应用于实际的意识，培养学生热爱科学，努力探索未知的激情，提倡团结协作的学习。
【教学重点】
1.电阻的定义及电阻的决定因素。
2.电阻定律的内容及其运用。
【教学难点】
电阻定律及电阻率的概念。
【课时安排】
1 课时
【教学过程】
一、新课导入
知识结构
教师:发电站与用户之间的距离很远，为什么输电线做的这么粗？ 导体电阻与导体的横截面积有关。初中我们学习了欧姆定律， 导体的电阻与其两端电压、导体中电流有什么关系？
实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系1.连接电路
2 ．数据处理:
U-I 图像：
结论：对同一导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流之比都是一个常量。写成等式：R = U/I
R 是一个只跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的物理量。U-I 图像中不同导体图像的倾斜程度不同，表明不同导体的 R 值不同。
同一个导体，在电压 U 相同时，R 越大，导体中电流 I 越小。看来 R 的值反映了导体对电流的阻碍作用，所以，物理学中就把它叫作导体的电阻。
【过渡】引出电阻这个物理量。
二、新课教学
（一）电阻
1 ．物理意义:反映了导体对电流的阻碍作用的大小。
2. 定义：导体两端的电压与导体中电流的比值。
3 ．定义式: R
强调:比值法。测量式。R与U、I无关，只由导体本身的性质决定。
4 ．单位:（SI）欧姆，简称欧，符合：Ω
换算关系：1Ω=1V/A
1MΩ=103kΩ=106Ω
5 ．是标量
6 ．测量方法:伏安法等。
7 ．欧姆定律：（初中已经学习）
导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比。
对于一个给定的导体，I ，R 一定，通过它的电流 I 跟电压 U 成正比；对于不同的导体，当 U 一定时，电流跟 R 成反比。
（二）影响导体电阻的因素
教师:电阻就是导体对电流的阻碍作用,那么同学们想导体的电阻和哪些因素有关呢?
学生:和导体长度,横截面积,材料,温度有关。
教师:为什么你猜测和这些因素有关呢?
教师:初中阶段我们定性的知道导体的电阻和这些因素有关,并且知道L 越大,R 越大； S 越大 R 越小。
①长度（其他因素一定,长度变长, 电阻变大）
②横截面积（其他因素一定,面积变大, 电阻变大）
③材料（其他因素一定,材料不同, 电阻一般不同） ④温度
今天咱们就来定量的研究导体和这些因素的关系。
教师:研究一个量和几个量的关系我们要用到什么实验方法啊?
学生:控制变量法
利用如图所示的电路图：
a 和 b:长度 L 不同
a 和 c:横截面积 S 不同
a 和 d:材料不同
结论:导体的电阻 R 跟长度 L 成正比,跟横截面积 S 成反比,还跟材料有关。
电阻定律:同种材料的导体,其电阻R 与它的长度L 成正比,与它的横截面积S 成反比；导体电阻与构成它的材料有关。
决定式:R
适用条件:温度一定,粗细均匀的金属导体,或浓度均匀的电解质溶液。
ρ是什么含义呢？进一步实验会发现，同种材料的导体，式中的ρ是不变的；不同种材料的导体ρ一般不同。
这说明ρ表征了导体材料的某种特性。ρ叫作这种材料的电阻率。
（三）导体的电阻率
1 ．物理意义:反映材料导电性能好坏的物理量。
2 ．定义式 由材料和温度决定,与 L 、S 无关!!!）
3 ．单位:欧·米(Ω·m）
长度 L（mm）
横截面积 S
材料
两端电压（V）
R1
500
2S
铜
R2
500
S
铜
R3
500
2S
镍铬
R4
250
2S
铜
4 ．电阻率与温度关系:
几种导体的电阻率
（1）金属电阻率随温度升高而增大。应用:电阻温度计。
（2）部分合金如锰铜、镍铜电阻率几乎不受温度的影响。应用:标准电阻。
（3）半导体的电阻率随温度的升高而减小。应用:热敏电阻,光敏电阻。
（4）超导体:某些材料当温度降低到一定温度时, 电阻率为零。
超导现象 ： 当温度降低到某一数值时，某些材料的电阻突然减小到零，这种现象叫做超导现象。
处于这种状态的物体叫做超导体。若用超导材料形成回路，一旦回路中有了电流，电流就将无损耗地持续下去。根据这一特点，超导材料在发电、输电等方面都会有非常广泛的应用情景。
1987 年，华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇-钡-铜-氧系材料，超导转变温度提高到 90K（-183.15℃)。科学家还在不断地研究，寻找能够在更高温度下实现超导的导体材料。
典例 1、在边长为 a、厚度为 h 的导体中,通以图示方向的电流,导体的电阻为 R1,
0℃ ( Ω ∙ m ）
20℃ ( Ω ∙ m ）
100℃ ( Ω ∙ m ）
银
1.48 × 10−8
1.6 × 10−8
2.07 × 10−8
铜
1.43 × 10−8
1.7 × 10−8
2.07 × 10−8
铝
2.67 × 10−8
2.9 × 10−8
3.80 × 10−8
钨
4.85 × 10−8
5.3 × 10−8
7.10 × 10−8
铁
0.89 × 10−7
1.0 × 10−7
1.44 × 10−7
锰铜合金
4.4 × 10−7
4.4 × 10−7
4.4 × 10−7
镍铜合金
5.0 × 10−7
5.0 × 10−7
5.0 × 10−7
现将其四等分,取其中之一通以图示方向的电流,其电阻为 R2,则 R1 ∶R2 为( )
A.4 ∶ 1
B.1 ∶ 1
C.1 ∶2 D.2 ∶ 1
【课堂小结】
1. 电阻：反映导体对电流的阻碍作用。
R=U/I 定义式
2.影响导体电阻的因素：
电阻定律 决定式
3.导体的电阻率：反映材料导电性能的好坏
与材料温度有关
【作业】
教材第 61 页练习与应用 1、2、5、6 共 4 题